[实用新型]一种远距离传输的无线传感器网络节点装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无线传感器网络节点装置，具体涉及一种远距离传输的无线传感器网络节点装置，属于无线传感器技术领域。

背景技术

无线传感器网络是当前在国际上备受关注的、多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究技术。传感器技术、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的进步，推动了现代无线传感器网络的产生和发展。无线传感器网络扩展了人们信息获取能力，它将客观世界的物理信息同传输网络连接在一起，在下一代网络中将为人们提供最直接、最有效、最真实的信息。由于无线传感器网络能够实时地获取客观物理信息并网络化地传输，具有十分广阔的应用前景，广泛地应用于军事国防、工农业控制、城市管理、生物医疗、环境检测、抢险救灾、危险区域远程控制等领域，已经引起了许多国家学术界和工业界的高度重视，被认为是对21世纪产生巨大影响力的技术之一。

现有的传感器节点一跳传输距离通常在100米至200米之间，因此，当监测区域大时，必须大规模大量地部署无线传感器网络节点，监测系统的成本很高；由于无线传感器网络节点一跳的传输距离有限，在远距离传输的应用场合，需要多个无线传感器网络节点的中继跳转才能完成远距离传输，整个传感器网络系统复杂，此外还需要大量的人力部署，劳动强度大；在边远的条件艰苦的地区部署无限传感器网络节点装置存在劳动强度大，甚至存在一定的危险性。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有的无线传感器网络节点存在一跳传输距离有限、整个监测系统复杂、成本高的缺陷，而提供一种每跳能够远距离传输数据、结构简单的无线网络传感器节点装置，在大区域监测的场合，只需要部署少量的无线传感器网络节点装置，从而使整个监测系统结构简单、成本低。

为达到上述目的，本发明所提供的技术方案为：

一种远距离传输的无线传感器网络节点装置，至少包括电源、与电源连接的无线收发控制模块和射频前端控制模块，无线收发控制模块包括射频收发器和MCU控制单元，射频收发器和MCU控制单元集成于一个无线收发控制芯片中，无线收发控制模块的数据输出端和数据输入端分别连接射频前端控制模块的数据输入端和数据输出端。

射频前端控制模块至少包括CC2591芯片，CC2591芯片的数据输入端通过选频网络连接有天线，CC2591芯片的电源端连接电源并通过电容接地；

无线收发控制芯片为CC2530芯片，CC2530芯片的晶振引脚外接有晶体振荡器，CC2530芯片的电源引脚连接电源并通过电容接地。

无线收发控制模块的数据传输的输入端和输出端分别连接USB接口转串口模块的数据传输的输出端和输入端；USB接口转串口模块至少包括USB接口和FT232RL芯片，USB接口的电源和数字引脚通过电子元器件与FT232RL芯片相应的引脚连接。

采用上述方案的无线传感器网络节点装置具有以下优点和积极效果：

1、本实用新型的无线传感器网络节点装置的电路结构包括无线收发控制模块、射频控制模块和USB接口转串口模块，硬件电路简单，具有成本低廉和体积小巧的特点；

2、无线收发控制模块包括射频收发器和MCU控制单元，无线收发控制模块中射频收发器和MCU控制单元集成于一个无线收发控制芯片CC2530中，结合低功耗的无线发射功率的放大电路，使得节点一跳传输范围达到700米至1000米之间，经过多跳的自组网络路由，实现数十公里范围内长距离无线网络通讯，传输距离远；

3、在数据监测区域大的工业场合下，只需要较少个无线传感器网络节点装置即可覆盖整个数据监测区域，使得整个监测区域的无线传感器网络节点装置部署密度低、布局简单，监测成本低；

4、无线传感器网络节点装置采用集成芯片，电路结构简单，在数据监测区域大的场合下部署密度低，抗干扰能力强，传输数据准确，提高了监测精度。

本实用新型采用的无线收发控制射频芯片CC2530，是一款基于IEEE802.15.4协议和ZigBee协议应用的片上系统器件，CC2530集成了业界领先的RF收发器和增强工业标准的8051MCU内核，能够以极低的成本完成功能强大的无线传感器网络节点设计，再结合低功耗的无线发射功率的放大电路，使得节点一跳传输范围在700米至1000米之间，经过多跳的自组网络路由转发，易于实现数十公里范围内长距离无线网络通讯，特别适合于监测区域大且节点部署密度低的场合，随着无线传感器网络技术的不断进步成熟，本实用新型的应用将会越来越广泛，具有广阔的市场前景。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构框图；